Ny nanotrådvækstmekanisme observeret

(Phys.org) - En mekanisme til vækst af anisotrope metaloxider, der blev forudsagt for 20 år siden, er blevet observeret for første gang af forskere ved University of Bristol. Værket er beskrevet i en artikel, der blev offentliggjort i denne uge i Videnskab .

Fremstilling af nanotråde af ternære og kvaternære funktionelle materialer er blevet et vigtigt mål for deres anvendelse i miniaturiserede kredsløb som dioder og transistorer, koaksiale porte og sensorer.

Vækstmekanismerne er imidlertid komplekse og foregår altid via en damp-væske-fast proces, der resulterer i nanotråde med en tilspidset morfologi. En nanotråd, der tilspidses, er uønsket til applikationer, da funktionaliteten ville variere langs længden, og måske endda forsvinde, når en kritisk størrelse var nået.

Dr Simon Hall og Rebecca Boston i School of Chemistry, sammen med kolleger ved University of Birmingham og National Institute for Materials Science i Tsukuba, Japan har med succes dyrket nanotråde af en fase af superlederen yttrium barium kobberoxid, der har et konstant tværsnitsareal.

Derved, de konstruerede deres synteser til at fortsætte via den såkaldte 'mikrokrydsbare mekanisme' for krystalvækst. Denne mekanisme blev først foreslået at tage højde for væksten af ​​visse makroskopiske metaloxidhårhår i 1994, men er aldrig blevet observeret i nogen længdeskala indtil nu.

Teamet opnåede den første observation af denne vækstmekanisme ved hjælp af et transmissionselektronmikroskop i høj opløsning med videooptagelse og en in-situ ovn. Dette gjorde dem i stand til direkte at observere smeltede nanopartikler af bariumcarbonat, der vandrede gennem et porøst yttrium og en kobberrig matrix, katalyserer nanotrådsudvækst fra mikrokorn i nano-størrelse ved at nå overfladen.

Dr Simon Hall sagde:"Nanotråde produceret på denne måde vil have de samme fysiske egenskaber i hele deres længde, hvilket fører til mere ensartet strømførende evne, ferroadfærd og trækstyrke.

"Dette arbejde kan bane vejen for den næste generation af enheder, der bruger nye, højtydende funktionelle materialer som deres nøglekomponent. "